近年来，随着我国石油化工、油气等行业的不断发展，需求持续性增大，对于长输管道的铺设量也是大幅度增加。

但是由于各种因素的干扰，长输管道在使用期限内会不可避免地发生泄露或者有泄露倾向的情况发生，所以，即为了项目的安全进行，也为了能够降低泄露对生产、环境带来的负面影响，所以加强长输管道的检测也是一种必要的手段。

长输管道的发展

目前随着我国长输管道建设的迅猛发展，仅我国长输管道的总里程就达到了数万千米，加上由于早期建设时，由于技术水平和设备质量的限制，现在很多管道出现老化、泄露的事件，

所以为了能够更好地降低油品和油气泄露对环境的污染，以及停产修复带来的经济损失，加强和提高长输管道的检测十分有必要。

什么是TOFD技术？

TOFD技术是二十世纪七十年代末期发展起来的一项无损检测技术，目前在国内外油气输送等行业已经得到了广泛的应用。

TOFD技术（Ultrasonic time of flight diffraction technique)，即衍射时差法超声检测。

TOFD是一种主要利用缺陷端点的衍射波信号探测和测定缺陷尺寸的超声检测方法，它的基本特点是一发一收探头对工作模式。

TOFD通常采用的是纵波斜探头，在工件没有缺陷部位，发射超声脉冲后，首先到达接收探头的是直通波，底面反射波。

当有缺陷存在的时候，在直通波和底面反射波之间，会接收到缺陷处产生的衍射波或反射波，从而判断缺陷的位置等信息。

长输管道内壁腐蚀缺陷的TOFD检测

长输管道由于早期的技术水平受限和长期的运行时间，会发生多种损伤，管道内壁腐蚀就是长输管道在运行中常见的一种损伤模式。

随着长输管道在项目中运用是越来越多，所以能够对管道的内壁的情况进行准确的测量成为一项必要且重要的工作。

目前，长输管道的内壁腐蚀的检测技术主要为内检测技术等，通过对测量管道壁厚的损失百分比来评价腐蚀程度。

由于常规的超声检测结果不直观，缺陷特征评价提供的信息量也不是很足；而射线检测在管道检测中需要采用双壁单影透照方式，检测的灵敏度比较低。

所以TOFD技术就显得非常适合，能够利用缺陷端点的声波衍射传播的时间差来进行缺陷检测和定量的技术。

TOFD检测原理示意图

TOFD技术检测底面盲区分为焊缝中心底面盲区和轴偏离盲区。根据相关标准规定，焊缝中心的底面盲区高度不能大于1mm，所以在对管体本体进行检测时，可以通过不同位置和多次扫查的方式来解决轴偏离盲区的问题。

同时，能够利用TOFD技术检测的有点，对长输管道的内壁腐蚀检测进行仿真分析。

如何进行TOFD技术检测的仿真分析

例如一个工件规格为914mm×16mm(外径×壁厚)，我们先在CIVA软件中进行建模，如下图所示。

在仿真时采用频率为5MHz，直径为6mm的探头，楔块角度为70°，PCS（探头中心间距）为58.6mm，来计算分析声场在工件中的分布。

如下图所示。

通过上图的仿真计算可知，-12dB声束底面覆盖区域为21mm，声场在工件底面能量较为集中。

TOFD缺陷响应仿真分析

在建立好的工件模型中，沿着管道周向与轴向内壁分别预设1个长为15mm，高为1mm的缺陷，并分别沿着管道周向与轴向扫查，扫查示意如下图所示。

图中红色十字标志为预设的缺陷，紫色线条为TOFD检测扫查方向。将声场仿真参数应用到建立好的缺陷模型中，分别沿着设置的周向与轴向扫查路径进行计算分析，结果如下图所示。

由上图可知，采用标准推荐的工艺参数可检测出周向与轴向的根部缺陷，且检测结果准确，初步验证TOFD检测管道母材是可行的。

我国的超声检测发展

21世纪初期，中国石油天然气集团公司发明了多探头的超声波自动在线检测系统，它能够通过计算探头和管内壁和外壁的距离等数据，可以准确的计算和检测出管道腐蚀状况和位置。

结语

如果采用TOFD技术进行检测，能够准确有限地对内壁腐蚀缺陷进行定量，而且精准度不低于常规的超声检测精度；同时， TOFD技术的检测结果更加直观，对管道安全运行维护更有重要的意义，也给长输管道内壁腐蚀缺陷的测量提供了一种新型有效的检测方法。

近年来，随着我国长输管道建设和运行的跨越式发展，以及信息技术和检测技术的不断发展和成熟，长输管道检测技术也是取得了很大的进步。

随着国际上对X射线衍射、电子扫描显微、拉曼光谱学和极化检测等技术的深入研究，管道检测技术还将向更先进的方向发展。